JP2003290181A - サイクル型エルゴメータの筋力測定方法及びその装置 - Google Patents
サイクル型エルゴメータの筋力測定方法及びその装置Info
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- A63B22/06—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最大筋力を発揮しなくても筋力の充分な評価
ができるようにする。 【解決手段】 ペダル２０に発生するトルクを計測する
トルク計測手段と、ペダル回転速度を計測する回転速度
計測手段を有する。ペダル負荷を徐々に増加するように
制御する。被験者がペダル負荷に抗しきれなくなるまで
に、被験者の発揮トルクとペダル回転速度の関係を２点
以上計測する。それらの計測データを曲線近似する。こ
の計測データ曲線に基づいてペダル回転速度が零になる
被験者の発揮トルクを被験者が発揮できる最大負荷トル
クと推定する制御手段を有する。
ができるようにする。 【解決手段】 ペダル２０に発生するトルクを計測する
トルク計測手段と、ペダル回転速度を計測する回転速度
計測手段を有する。ペダル負荷を徐々に増加するように
制御する。被験者がペダル負荷に抗しきれなくなるまで
に、被験者の発揮トルクとペダル回転速度の関係を２点
以上計測する。それらの計測データを曲線近似する。こ
の計測データ曲線に基づいてペダル回転速度が零になる
被験者の発揮トルクを被験者が発揮できる最大負荷トル
クと推定する制御手段を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイクル型エルゴ
メータの筋力測定方法及びその装置に関し、詳しくは、
最大筋力を発揮しなくても下肢筋力の評価ができるよう
にしようとする技術に係るものである。
メータの筋力測定方法及びその装置に関し、詳しくは、
最大筋力を発揮しなくても下肢筋力の評価ができるよう
にしようとする技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のサイクル型エルゴメータ（負荷訓
練装置）は、ペダル、ペダル負荷装置、ハンドル、制御
部、表示部及び心拍センサ等を備えている。
練装置）は、ペダル、ペダル負荷装置、ハンドル、制御
部、表示部及び心拍センサ等を備えている。
【０００３】ペダル負荷装置は、制御部で設定された負
荷に対応した一定値に負荷を制御したり、或るパターン
をもった負荷に制御したり、心拍センサの値が制御部で
設定した心拍数になるように、フィードバック制御した
りするものであった。また、心拍数の変動具合から、被
験者の持久力を評価するものであった。
荷に対応した一定値に負荷を制御したり、或るパターン
をもった負荷に制御したり、心拍センサの値が制御部で
設定した心拍数になるように、フィードバック制御した
りするものであった。また、心拍数の変動具合から、被
験者の持久力を評価するものであった。
【発明が解決しようとする課題】しかして、従来のサイ
クル型エルゴメータでは、最大筋力を発揮して評価して
いたことから、被験者の心拍数や血圧の上昇を招き、高
齢者が安全に筋力評価ができないものとなっていた。
クル型エルゴメータでは、最大筋力を発揮して評価して
いたことから、被験者の心拍数や血圧の上昇を招き、高
齢者が安全に筋力評価ができないものとなっていた。
【０００４】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、最大筋力の例えば５０％以下の試行で最大
筋力の評価がおこなえ、被験者の心拍数や血圧の上昇を
低く抑え、骨への負担も少なくし、高齢者でも安全に筋
力評価ができるサイクル型エルゴメータの筋力測定方法
及びその装置を提供することを課題とするものである。
ものであり、最大筋力の例えば５０％以下の試行で最大
筋力の評価がおこなえ、被験者の心拍数や血圧の上昇を
低く抑え、骨への負担も少なくし、高齢者でも安全に筋
力評価ができるサイクル型エルゴメータの筋力測定方法
及びその装置を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、ペダル２０に発生するトルクを計測するトルク計測
手段と、ペダル回転速度を計測する回転速度計測手段を
有するサイクル型エルゴメータにおいて、ペダル負荷を
徐々に増加するように制御し、被験者がペダル負荷に抗
しきれなくなるまでに、被験者の発揮トルクとペダル回
転速度の関係を２点以上計測して、それらの計測データ
を曲線近似し、この計測データ曲線に基づいてペダル回
転速度が零になる被験者の発揮トルクを被験者が発揮で
きる最大負荷トルクと推定する制御手段を有することを
特徴とするものである。
は、ペダル２０に発生するトルクを計測するトルク計測
手段と、ペダル回転速度を計測する回転速度計測手段を
有するサイクル型エルゴメータにおいて、ペダル負荷を
徐々に増加するように制御し、被験者がペダル負荷に抗
しきれなくなるまでに、被験者の発揮トルクとペダル回
転速度の関係を２点以上計測して、それらの計測データ
を曲線近似し、この計測データ曲線に基づいてペダル回
転速度が零になる被験者の発揮トルクを被験者が発揮で
きる最大負荷トルクと推定する制御手段を有することを
特徴とするものである。
【０００６】このような構成によれば、被験者がペダル
負荷に抗しきれなくなるまでに、複数回にわたって発揮
トルクとペダル回転速度の計測データを計測して曲線近
似し、かかる計測データ曲線に基づいて被験者が発揮で
きる最大負荷トルクを推定するのであり、したがって、
最大筋力を発揮しなくても、例えば、最大筋力の５０％
以下の試行であっても、被験者が発揮できる最大負荷ト
ルクを知ることができるのであり、被験者の心拍数や血
圧の上昇を低く抑え、骨への負担も少なくできることか
ら、高齢者でも安全に筋力評価ができる。
負荷に抗しきれなくなるまでに、複数回にわたって発揮
トルクとペダル回転速度の計測データを計測して曲線近
似し、かかる計測データ曲線に基づいて被験者が発揮で
きる最大負荷トルクを推定するのであり、したがって、
最大筋力を発揮しなくても、例えば、最大筋力の５０％
以下の試行であっても、被験者が発揮できる最大負荷ト
ルクを知ることができるのであり、被験者の心拍数や血
圧の上昇を低く抑え、骨への負担も少なくできることか
ら、高齢者でも安全に筋力評価ができる。
【０００７】請求項３の発明においては、ペダル負荷を
上げる前に、被験者に軽い負荷で思いっきり漕いでもら
って、前記回転速度計測手段によって計測されたペダル
回転速度がサチュレーション（飽和）したことを検知
し、この検知結果に基づいて負荷を増加させはじめる制
御手段を有していることを特徴とするものである。
上げる前に、被験者に軽い負荷で思いっきり漕いでもら
って、前記回転速度計測手段によって計測されたペダル
回転速度がサチュレーション（飽和）したことを検知
し、この検知結果に基づいて負荷を増加させはじめる制
御手段を有していることを特徴とするものである。
【０００８】このような構成によれば、回転速度がサチ
ュレーションした後に負荷を増加させることから、信頼
性及び精度の高いデータを繰り返しサンプリングでき、
かつ、被験者がその負荷における最大速度に到達したこ
とを確認することができるのであり、被験者にとって日
々のトレーニング効果による筋力変化が少なくてもその
差をはっきり認識でき、日々トレーニングを続ける励み
になる。
ュレーションした後に負荷を増加させることから、信頼
性及び精度の高いデータを繰り返しサンプリングでき、
かつ、被験者がその負荷における最大速度に到達したこ
とを確認することができるのであり、被験者にとって日
々のトレーニング効果による筋力変化が少なくてもその
差をはっきり認識でき、日々トレーニングを続ける励み
になる。
【０００９】請求項５の発明においては、ペダル負荷
は、段階的に増加させるように制御することを特徴とす
るものである。このような構成によれば、ペダル負荷
は、連続的に変化させると回転速度がサチュレーション
しているかどうか確認し難く、計測データに誤差を生じ
やすいが、段階的に負荷を増加させることにより、回転
速度がサチュレーションしていることが観察でき、計測
データの精度向上がはかれる。
は、段階的に増加させるように制御することを特徴とす
るものである。このような構成によれば、ペダル負荷
は、連続的に変化させると回転速度がサチュレーション
しているかどうか確認し難く、計測データに誤差を生じ
やすいが、段階的に負荷を増加させることにより、回転
速度がサチュレーションしていることが観察でき、計測
データの精度向上がはかれる。
【００１０】請求項６の発明においては、段階的に負荷
を増加させる幅は、前記回転速度計測手段によって計測
されたペダル回転速度が、前回と前々回を比較して前回
の方が落ち込み幅が大きければ負荷増加幅は小さく、落
ち込み幅が小さければ負荷増加幅を大きくするように制
御し、回転数落ち込み幅をある一定の範囲内に治めるこ
とを特徴とするものである。このような構成によれば、
段階的に負荷を増加させる幅は、被験者の筋力の状態に
よりさまざまに調整する必要があるが、漕ぎ始めには被
験者の筋力を推し量る術が無く、段階的な負荷のかけ方
とそれによる速度の変化を観察すれば、負荷変動が大き
すぎる人には負荷変動幅を少なく調整でき、負荷変動が
小さすぎる人には負荷変動幅を大きくすることができ
る。これにより、力の無い人の計測データ数が少なく
て、筋力推定精度が落ちたり、力がある人の計測に時間
がかかり、疲労して筋力推定精度が落ちることがない。
を増加させる幅は、前記回転速度計測手段によって計測
されたペダル回転速度が、前回と前々回を比較して前回
の方が落ち込み幅が大きければ負荷増加幅は小さく、落
ち込み幅が小さければ負荷増加幅を大きくするように制
御し、回転数落ち込み幅をある一定の範囲内に治めるこ
とを特徴とするものである。このような構成によれば、
段階的に負荷を増加させる幅は、被験者の筋力の状態に
よりさまざまに調整する必要があるが、漕ぎ始めには被
験者の筋力を推し量る術が無く、段階的な負荷のかけ方
とそれによる速度の変化を観察すれば、負荷変動が大き
すぎる人には負荷変動幅を少なく調整でき、負荷変動が
小さすぎる人には負荷変動幅を大きくすることができ
る。これにより、力の無い人の計測データ数が少なく
て、筋力推定精度が落ちたり、力がある人の計測に時間
がかかり、疲労して筋力推定精度が落ちることがない。
【００１１】請求項７の発明においては、一回転中で基
準位置からのペダルクランク８の角度を計測するペダル
クランク角度計測手段を有し、サンプリングする被験者
のデータは、一回転中の同一のペダルクランク角度にお
ける発揮トルクとペダル回転速度であり、請求項８の発
明においては、サンプリングする被験者のデータは、一
回転中のトルクピーク時の発揮トルクとペダル回転速度
であることを特徴とするものである。このような構成に
よれば、回転速度がサチュレーションした後、データを
サンプリングするタイミングはいつでもよいと言うわけ
ではなく、一回転中にトルクは変動している。その為、
常に同一のペダルクランク角度でデータをサンプリング
したり、一回転中のトルクの最大時にデータをサンプリ
ングすれば、条件が揃い精度よいデータがサンプリング
できる。
準位置からのペダルクランク８の角度を計測するペダル
クランク角度計測手段を有し、サンプリングする被験者
のデータは、一回転中の同一のペダルクランク角度にお
ける発揮トルクとペダル回転速度であり、請求項８の発
明においては、サンプリングする被験者のデータは、一
回転中のトルクピーク時の発揮トルクとペダル回転速度
であることを特徴とするものである。このような構成に
よれば、回転速度がサチュレーションした後、データを
サンプリングするタイミングはいつでもよいと言うわけ
ではなく、一回転中にトルクは変動している。その為、
常に同一のペダルクランク角度でデータをサンプリング
したり、一回転中のトルクの最大時にデータをサンプリ
ングすれば、条件が揃い精度よいデータがサンプリング
できる。
【００１２】請求項９の発明においては、計測データを
近似する曲線は、ヒルの式に基づくものであることを特
徴とするものである。このような構成によれば、推定最
大トルクを求める場合は、近似曲線はある程度根拠のあ
るものがよく、ヒルの式は、人間の筋肉の筋力−速度特
性を現したものであり、ペダルクランク角度が一定とし
た時にはトルクは筋力と比例関係にあるので、この場合
に適用しても精度の向上に効果があると考えられる。ま
た、出願人の実験では、かなり直線に近いので、簡易的
には直線近似した方が、測定データ数も少なくて済み、
装置として計算時間が速くなって、被験者への負担が少
ない。
近似する曲線は、ヒルの式に基づくものであることを特
徴とするものである。このような構成によれば、推定最
大トルクを求める場合は、近似曲線はある程度根拠のあ
るものがよく、ヒルの式は、人間の筋肉の筋力−速度特
性を現したものであり、ペダルクランク角度が一定とし
た時にはトルクは筋力と比例関係にあるので、この場合
に適用しても精度の向上に効果があると考えられる。ま
た、出願人の実験では、かなり直線に近いので、簡易的
には直線近似した方が、測定データ数も少なくて済み、
装置として計算時間が速くなって、被験者への負担が少
ない。
【００１３】請求項１１の発明においては、近似曲線の
負荷が零の時の速度値を最大回転速度の推定値とするこ
とを特徴とするものである。このような構成によれば、
筋力と同じように回転速度についても、推定最大回転速
度が求まるので、被験者にとっては力だけでなく、動作
の俊敏性を評価できる。力よりもスピード重視のスポー
ツをする人には、こちらの方が重要な評価指標となる。
負荷が零の時の速度値を最大回転速度の推定値とするこ
とを特徴とするものである。このような構成によれば、
筋力と同じように回転速度についても、推定最大回転速
度が求まるので、被験者にとっては力だけでなく、動作
の俊敏性を評価できる。力よりもスピード重視のスポー
ツをする人には、こちらの方が重要な評価指標となる。
【００１４】請求項１３の発明においては、多数の被験
者の年齢と最大発揮トルクの関係から統計的に一般的な
年齢と最大筋力との関係を作成し、新たな被験者の最大
筋力を上記関係表に照らして筋トルク年齢を求め、ま
た、請求項１５のように、回転速度年齢を求めることを
特徴とするものである。このような構成によれば、他人
との比較ができて、スポーツをしない人にとっても自分
の筋力や俊敏性が年齢の割によいのか悪いのかが判断で
き、ＱＯＬ（Quality of Life）を上げる手助けにな
る。
者の年齢と最大発揮トルクの関係から統計的に一般的な
年齢と最大筋力との関係を作成し、新たな被験者の最大
筋力を上記関係表に照らして筋トルク年齢を求め、ま
た、請求項１５のように、回転速度年齢を求めることを
特徴とするものである。このような構成によれば、他人
との比較ができて、スポーツをしない人にとっても自分
の筋力や俊敏性が年齢の割によいのか悪いのかが判断で
き、ＱＯＬ（Quality of Life）を上げる手助けにな
る。
【００１５】更に、他人との比較をする時、特に下肢筋
力を比較する時は、体格や体重との相関が少なからずあ
るので、その要因を取り除く為にも体重や体格（請求項
１７）を基準にして正規化すればよく、更に言うなら、
身長（請求項２０）や脚長（請求項１９）を基準として
正規化することで、評価の信憑性を高めることができ
る。
力を比較する時は、体格や体重との相関が少なからずあ
るので、その要因を取り除く為にも体重や体格（請求項
１７）を基準にして正規化すればよく、更に言うなら、
身長（請求項２０）や脚長（請求項１９）を基準として
正規化することで、評価の信憑性を高めることができ
る。
【００１６】ところで、被験者の体重以上に負荷をかけ
る必要が出てくる場合（特に若い人やスポーツマン）
は、体が浮き上がってしまい負荷がかけられない事態が
生ずる。このため、リカンベントタイプ：椅子式（請求
項２１）にすると、背もたれ２３で負荷の反作用を受け
ることができるので、体重以上の負荷をかけても、問題
なく筋力を評価できる。
る必要が出てくる場合（特に若い人やスポーツマン）
は、体が浮き上がってしまい負荷がかけられない事態が
生ずる。このため、リカンベントタイプ：椅子式（請求
項２１）にすると、背もたれ２３で負荷の反作用を受け
ることができるので、体重以上の負荷をかけても、問題
なく筋力を評価できる。
【００１７】請求項２の発明は請求項１の発明と同様の
作用、請求項４の発明は請求項３の発明と同様の作用、
請求項１０の発明は請求項９の発明と同様の作用、請求
項１２の発明は請求項１１の発明と同様の作用、請求項
１４の発明は請求項１３の発明と同様の作用、請求項１
６の発明は請求項１５の発明と同様の作用及び請求項１
８の発明は請求項１７の発明と同様の作用を奏するのは
言うまでもない。
作用、請求項４の発明は請求項３の発明と同様の作用、
請求項１０の発明は請求項９の発明と同様の作用、請求
項１２の発明は請求項１１の発明と同様の作用、請求項
１４の発明は請求項１３の発明と同様の作用、請求項１
６の発明は請求項１５の発明と同様の作用及び請求項１
８の発明は請求項１７の発明と同様の作用を奏するのは
言うまでもない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の一例に
基づいて詳述する。図１はサイクル型エルゴメータの筋
力測定装置の概略側面図である。図２は制御装置のブロ
ック図である。図３はブレーキ力、回転速度及びトルク
の関係を示すグラフである。図４は計測されたデータに
よる推定最大負荷と推定最大回転速度を求める近似曲線
を示す説明図である。
基づいて詳述する。図１はサイクル型エルゴメータの筋
力測定装置の概略側面図である。図２は制御装置のブロ
ック図である。図３はブレーキ力、回転速度及びトルク
の関係を示すグラフである。図４は計測されたデータに
よる推定最大負荷と推定最大回転速度を求める近似曲線
を示す説明図である。
【００１９】サイクル型エルゴメータ１は、フレーム２
にサドル３が取り付けられ、又、制御手段を構成する制
御装置４を保持しているハンドル５が取り付けられ、サ
ドル３及びハンドル５は使用者の体格に合わせて高さが
調整できるようになっている。
にサドル３が取り付けられ、又、制御手段を構成する制
御装置４を保持しているハンドル５が取り付けられ、サ
ドル３及びハンドル５は使用者の体格に合わせて高さが
調整できるようになっている。
【００２０】フレーム２にペダル軸６が回転自在に軸受
けされ、ペダル軸６にペダルプーリー７とペダルクラン
ク８が固定されている。ペダルプーリー７には回転速度
センサ９が連結されて単位時間当たりの回転速度を検知
して制御装置４に入力するようにしている。ペダルクラ
ンク８にはペダルクランク角度センサ１０が連結されて
ペダルクランク８の基準位置からの回転角度を検知して
制御装置４に入力するようにしている。これらセンサ
９、１０はペダル軸６に内蔵しているが、他の箇所に設
けてもよい。
けされ、ペダル軸６にペダルプーリー７とペダルクラン
ク８が固定されている。ペダルプーリー７には回転速度
センサ９が連結されて単位時間当たりの回転速度を検知
して制御装置４に入力するようにしている。ペダルクラ
ンク８にはペダルクランク角度センサ１０が連結されて
ペダルクランク８の基準位置からの回転角度を検知して
制御装置４に入力するようにしている。これらセンサ
９、１０はペダル軸６に内蔵しているが、他の箇所に設
けてもよい。
【００２１】フレーム２にプーリー軸１３が設けられて
中継大プーリー１１と中継小プーリー１２とを回転自在
に支持している。プーリー軸１３にトルクセンサ１４が
内蔵されて回転トルクを検知して制御装置４に入力する
ようにしている。
中継大プーリー１１と中継小プーリー１２とを回転自在
に支持している。プーリー軸１３にトルクセンサ１４が
内蔵されて回転トルクを検知して制御装置４に入力する
ようにしている。
【００２２】フレーム２にブレーキプーリー軸１５が設
けられてブレーキプーリー１６と電磁ブレーキ１７が取
り付けられて電磁ブレーキ１７の制御によって高低種々
のブレーキ（負荷）を掛けることができるようにしてい
る。負荷の設定は制御装置４においておこなえるように
なっている。
けられてブレーキプーリー１６と電磁ブレーキ１７が取
り付けられて電磁ブレーキ１７の制御によって高低種々
のブレーキ（負荷）を掛けることができるようにしてい
る。負荷の設定は制御装置４においておこなえるように
なっている。
【００２３】大径のペダルプーリー７と中継小プーリー
１２にはベルト１８が、中継大プーリー１１とブレーキ
プーリー１６にはベルト１９が掛けられて、回転力を伝
達するようになっている。
１２にはベルト１８が、中継大プーリー１１とブレーキ
プーリー１６にはベルト１９が掛けられて、回転力を伝
達するようになっている。
【００２４】しかして、電磁ブレーキ１７による負荷
が、ブレーキプーリー１６、ベルト１９、中継大プーリ
ー１１、中継小プーリー１２、ベルト１８、ペダルプー
リー７を介してペダルクランク８の先のペダル２０に伝
達され、使用者は負荷に抗してペダル２０を踏むトレー
ニングをおこなうことになる。
が、ブレーキプーリー１６、ベルト１９、中継大プーリ
ー１１、中継小プーリー１２、ベルト１８、ペダルプー
リー７を介してペダルクランク８の先のペダル２０に伝
達され、使用者は負荷に抗してペダル２０を踏むトレー
ニングをおこなうことになる。
【００２５】制御装置４は、表示部２１と各個人のデー
タや設定を入力する操作部２２と内蔵された記憶・演算
部（図示せず）を備えている。
タや設定を入力する操作部２２と内蔵された記憶・演算
部（図示せず）を備えている。
【００２６】次に、サイクル型エルゴメータ１の使用方
法を説明する。使用者はサドル３に座り、制御装置４に
身長、体重、脚長、性別、年齢の個人データを入力し、
筋力測定を開始する。先ず、測定開始ボタンが押される
と制御装置４は、電磁ブレーキ１７のブレーキ力を最も
小さくする。使用者は、その状態でおもいっきりペダル
２０を漕ぎ始め、制御装置４は回転速度センサ９から送
られてくる信号に基づく速度が増加している間は何もし
ない。回転速度センサ９から送られてくる速度がサチュ
レーション（飽和）すると制御装置４は、その時の負荷
トルクと回転速度の値を対にして記憶し、次に電磁ブレ
ーキ１７により一段階重いブレーキを掛け、回転速度が
落ち着いた時の負荷トルクと目転速度の値を対にして速
度の落ち込み幅を制御装置４に記憶させる。次にもう一
段階重いブレーキを掛け、回転速度が落ち着いた時の負
荷トルクと回転速度の値を対にして回転速度の落ち込み
幅を制御装置４に記憶させる。前回の回転速度の落ち込
み幅と今回の回転速度落ち込み幅を比較して、今回の回
転速度落ち込み幅が大きければ、次回のブレーキ力増加
幅を小さくし、小さければブレーキ力増加幅を大きくす
る。こうして、数段階ブレーキ力を変化させ、最初の速
度の５０％以下まで速度が減少した時点で、電磁ブレー
キ１７のブレーキ力を最小にして計測を終了する。速度
が落ち着いた後にデータを記憶させるタイミングは、ペ
ダルクランク角度が一定の値を示した時であるか、一回
転中の負荷トルクピーク時であってもよい。
法を説明する。使用者はサドル３に座り、制御装置４に
身長、体重、脚長、性別、年齢の個人データを入力し、
筋力測定を開始する。先ず、測定開始ボタンが押される
と制御装置４は、電磁ブレーキ１７のブレーキ力を最も
小さくする。使用者は、その状態でおもいっきりペダル
２０を漕ぎ始め、制御装置４は回転速度センサ９から送
られてくる信号に基づく速度が増加している間は何もし
ない。回転速度センサ９から送られてくる速度がサチュ
レーション（飽和）すると制御装置４は、その時の負荷
トルクと回転速度の値を対にして記憶し、次に電磁ブレ
ーキ１７により一段階重いブレーキを掛け、回転速度が
落ち着いた時の負荷トルクと目転速度の値を対にして速
度の落ち込み幅を制御装置４に記憶させる。次にもう一
段階重いブレーキを掛け、回転速度が落ち着いた時の負
荷トルクと回転速度の値を対にして回転速度の落ち込み
幅を制御装置４に記憶させる。前回の回転速度の落ち込
み幅と今回の回転速度落ち込み幅を比較して、今回の回
転速度落ち込み幅が大きければ、次回のブレーキ力増加
幅を小さくし、小さければブレーキ力増加幅を大きくす
る。こうして、数段階ブレーキ力を変化させ、最初の速
度の５０％以下まで速度が減少した時点で、電磁ブレー
キ１７のブレーキ力を最小にして計測を終了する。速度
が落ち着いた後にデータを記憶させるタイミングは、ペ
ダルクランク角度が一定の値を示した時であるか、一回
転中の負荷トルクピーク時であってもよい。
【００２７】測定データにより、使用者の筋力を評価す
るためには、先ず、計測データを横軸トルク、縦軸回転
速度のグラフにプロットし、それらの点を通る曲線で近
似する（図４参照）。曲線は、ヒルの式 （Ｐ＋ａ）（Ｖ＋ｂ）＝（Ｐｏ＋ａ）ｂ Ｐ：負荷トルク Ｖ：回転速度 Ｐｏ：最大トルク
ａ，ｂ：定数 で代表される双曲線や直線でもよい。近似曲線と横軸
（負荷トルク軸）の交点が、使用者の推定最大トルクと
なり、筋力評価の一指標となる。推定最大トルクは、ペ
ダルクランク８の長さで割ると、推定最大筋力となる。
個人間でこれらの指標を比較するときは、一般に正規化
して比較する必要があるので、指標を例えば体重で割っ
て比較する。また、ペダルクランク８の長さが一定では
使用者の脚長によりペダル２０を踏む角度に差が出るた
め、脚長や簡易的に身長で推定値を割って正規化するこ
ともある。近似曲線と縦軸（回転速度軸）の交点は、推
定最大回転速度となり、これも筋肉評価の一指標とな
る。
るためには、先ず、計測データを横軸トルク、縦軸回転
速度のグラフにプロットし、それらの点を通る曲線で近
似する（図４参照）。曲線は、ヒルの式 （Ｐ＋ａ）（Ｖ＋ｂ）＝（Ｐｏ＋ａ）ｂ Ｐ：負荷トルク Ｖ：回転速度 Ｐｏ：最大トルク
ａ，ｂ：定数 で代表される双曲線や直線でもよい。近似曲線と横軸
（負荷トルク軸）の交点が、使用者の推定最大トルクと
なり、筋力評価の一指標となる。推定最大トルクは、ペ
ダルクランク８の長さで割ると、推定最大筋力となる。
個人間でこれらの指標を比較するときは、一般に正規化
して比較する必要があるので、指標を例えば体重で割っ
て比較する。また、ペダルクランク８の長さが一定では
使用者の脚長によりペダル２０を踏む角度に差が出るた
め、脚長や簡易的に身長で推定値を割って正規化するこ
ともある。近似曲線と縦軸（回転速度軸）の交点は、推
定最大回転速度となり、これも筋肉評価の一指標とな
る。
【００２８】本発明のサイクル型エルゴメータ１の筋力
測定装置では、上記方法を用いて、老若男女数百名のデ
ータをとって各指標を性別毎に、横軸実年齢、縦軸各指
標値のグラフにプロットし、各指標と年齢を統計的に平
均的な近似曲線に置き換えて制御装置４に記憶させてお
く。そうすれば、新たに計測したデータを各指標の平均
的な近似曲線に当てはめて年齢を求めることができるの
で、実年齢が求まった年齢より小であれば、その指標に
おける年齢は若いといい、大であれば、老いているとい
い、使用者に運動することを勧めることができる。
測定装置では、上記方法を用いて、老若男女数百名のデ
ータをとって各指標を性別毎に、横軸実年齢、縦軸各指
標値のグラフにプロットし、各指標と年齢を統計的に平
均的な近似曲線に置き換えて制御装置４に記憶させてお
く。そうすれば、新たに計測したデータを各指標の平均
的な近似曲線に当てはめて年齢を求めることができるの
で、実年齢が求まった年齢より小であれば、その指標に
おける年齢は若いといい、大であれば、老いているとい
い、使用者に運動することを勧めることができる。
【００２９】以上詳述したように、本発明においては、
被験者がペダル負荷に抗しきれなくなるまでに、複数回
にわたって発揮トルクとペダル回転速度の計測データを
計測して曲線近似し、かかる計測データ曲線に基づいて
被験者が発揮できる最大負荷トルクを推定するのであ
り、したがって、最大筋力を発揮しなくても、例えば、
最大筋力の５０％以下の試行であっても、被験者が発揮
できる最大負荷トルクを知ることができるのであり、被
験者の心拍数や血圧の上昇を低く抑え、骨への負担も少
なくできることから、高齢者でも安全に筋力評価ができ
るのである。
被験者がペダル負荷に抗しきれなくなるまでに、複数回
にわたって発揮トルクとペダル回転速度の計測データを
計測して曲線近似し、かかる計測データ曲線に基づいて
被験者が発揮できる最大負荷トルクを推定するのであ
り、したがって、最大筋力を発揮しなくても、例えば、
最大筋力の５０％以下の試行であっても、被験者が発揮
できる最大負荷トルクを知ることができるのであり、被
験者の心拍数や血圧の上昇を低く抑え、骨への負担も少
なくできることから、高齢者でも安全に筋力評価ができ
るのである。
【００３０】この場合、ペダル負荷を上げる前に、被験
者に軽い負荷で思いっきり漕いでもらって、回転速度が
サチュレーションした後に負荷を増加させるのであり、
信頼性及び精度の高いデータを繰り返しサンプリングで
きるのであり、かつ、被験者がその負荷における最大速
度に到達したことを確認することができるのであり、被
験者にとって日々のトレーニング効果による筋力変化が
少なくてもその差をはっきり認識でき、日々トレーニン
グを続ける励みになる。
者に軽い負荷で思いっきり漕いでもらって、回転速度が
サチュレーションした後に負荷を増加させるのであり、
信頼性及び精度の高いデータを繰り返しサンプリングで
きるのであり、かつ、被験者がその負荷における最大速
度に到達したことを確認することができるのであり、被
験者にとって日々のトレーニング効果による筋力変化が
少なくてもその差をはっきり認識でき、日々トレーニン
グを続ける励みになる。
【００３１】ところで、ペダル負荷は、連続的に変化さ
せると回転速度がサチュレーションしているかどうか確
認し難く、計測データに誤差を生じやすいが、段階的に
負荷を増加させることにより、回転速度がサチュレーシ
ョンしていることが観察でき、計測データの精度向上が
はかれる。
せると回転速度がサチュレーションしているかどうか確
認し難く、計測データに誤差を生じやすいが、段階的に
負荷を増加させることにより、回転速度がサチュレーシ
ョンしていることが観察でき、計測データの精度向上が
はかれる。
【００３２】更に、段階的に負荷を増加させる幅は、前
記回転速度計測手段によって計測されたペダル回転速度
が、前回と前々回を比較して前回の方が落ち込み幅が大
きければ負荷増加幅は小さく、落ち込み幅が小さければ
負荷増加幅を大きくするように制御するのであり、回転
数落ち込み幅をある一定の範囲内に治めるのである。こ
のことは、段階的に負荷を増加させる幅は、被験者の筋
力の状態によりさまざまに調整する必要があるが、漕ぎ
始めには被験者の筋力を推し量る術が無く、段階的な負
荷のかけ方とそれによる速度の変化を観察すれば、負荷
変動が大きすぎる人には負荷変動幅を少なく調整でき、
負荷変動が小さすぎる人には負荷変動幅を大きくするこ
とができるのである。これにより、力の無い人の計測デ
ータ数が少なくて、筋力推定精度が落ちたり、力がある
人の計測に時間がかかり、疲労して筋力推定精度が落ち
ることがない。
記回転速度計測手段によって計測されたペダル回転速度
が、前回と前々回を比較して前回の方が落ち込み幅が大
きければ負荷増加幅は小さく、落ち込み幅が小さければ
負荷増加幅を大きくするように制御するのであり、回転
数落ち込み幅をある一定の範囲内に治めるのである。こ
のことは、段階的に負荷を増加させる幅は、被験者の筋
力の状態によりさまざまに調整する必要があるが、漕ぎ
始めには被験者の筋力を推し量る術が無く、段階的な負
荷のかけ方とそれによる速度の変化を観察すれば、負荷
変動が大きすぎる人には負荷変動幅を少なく調整でき、
負荷変動が小さすぎる人には負荷変動幅を大きくするこ
とができるのである。これにより、力の無い人の計測デ
ータ数が少なくて、筋力推定精度が落ちたり、力がある
人の計測に時間がかかり、疲労して筋力推定精度が落ち
ることがない。
【００３３】ところで、サンプリングする被験者のデー
タは、一回転中の同一のペダルクランク角度における発
揮トルクとペダル回転速度であり、一回転中のトルクピ
ーク時の発揮トルクとペダル回転速度である。回転速度
がサチュレーションした後、データをサンプリングする
タイミングはいつでもよいと言うわけではなく、一回転
中にトルクは変動している。その為、常に同一のペダル
クランク角度でデータをサンプリングしたり、一回転中
のトルクの最大時にデータをサンプリングすれば、条件
が揃い精度よいデータがサンプリングできる。
タは、一回転中の同一のペダルクランク角度における発
揮トルクとペダル回転速度であり、一回転中のトルクピ
ーク時の発揮トルクとペダル回転速度である。回転速度
がサチュレーションした後、データをサンプリングする
タイミングはいつでもよいと言うわけではなく、一回転
中にトルクは変動している。その為、常に同一のペダル
クランク角度でデータをサンプリングしたり、一回転中
のトルクの最大時にデータをサンプリングすれば、条件
が揃い精度よいデータがサンプリングできる。
【００３４】計測データを近似する曲線は、上述のよう
なヒルの式に基づくものであり、かかる近似曲線の負荷
が零の時の速度値を最大回転速度の推定値とするのであ
り、筋力と同じように回転速度についても、推定最大回
転速度が求まるので、被験者にとっては力だけでなく、
動作の俊敏性を評価できる。力よりもスピード重視のス
ポーツをする人には、こちらの方が重要な評価指標とな
る。
なヒルの式に基づくものであり、かかる近似曲線の負荷
が零の時の速度値を最大回転速度の推定値とするのであ
り、筋力と同じように回転速度についても、推定最大回
転速度が求まるので、被験者にとっては力だけでなく、
動作の俊敏性を評価できる。力よりもスピード重視のス
ポーツをする人には、こちらの方が重要な評価指標とな
る。
【００３５】この場合、多数の被験者の年齢と最大発揮
トルクの関係から統計的に一般的な年齢と最大筋力との
関係を作成し、新たな被験者の最大筋力を上記関係表に
照らして筋トルク年齢を求め、また、回転速度年齢を求
めるのであり、他人との比較ができて、スポーツをしな
い人にとっても自分の筋力や俊敏性が年齢の割によいの
か悪いのかが判断でき、ＱＯＬ（Quality of Life）を
上げる手助けになる。
トルクの関係から統計的に一般的な年齢と最大筋力との
関係を作成し、新たな被験者の最大筋力を上記関係表に
照らして筋トルク年齢を求め、また、回転速度年齢を求
めるのであり、他人との比較ができて、スポーツをしな
い人にとっても自分の筋力や俊敏性が年齢の割によいの
か悪いのかが判断でき、ＱＯＬ（Quality of Life）を
上げる手助けになる。
【００３６】更に、他人との比較をする時、特に下肢筋
力を比較する時は、体格や体重との相関が少なからずあ
るので、その要因を取り除く為にも体重や体格を基準に
して正規化すればよく、更に言うなら、身長や脚長を基
準として正規化することで、評価の信憑性を高めること
ができる。
力を比較する時は、体格や体重との相関が少なからずあ
るので、その要因を取り除く為にも体重や体格を基準に
して正規化すればよく、更に言うなら、身長や脚長を基
準として正規化することで、評価の信憑性を高めること
ができる。
【００３７】図５は他の実施の形態を示し、但し、本実
施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共
通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
施の形態の基本構成は上記実施の形態と共通であり、共
通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００３８】サイクル型エルゴメータ１は、場合によっ
て使用者の体重以上に負荷をかける必要が出てくる場合
（特に若い人やスポーツマン）は、体が浮き上がってし
まい負荷がかけられない事態が生ずる。このため、図５
に示すように、リカンベントタイプ：椅子式にすると、
背もたれ２３で負荷の反作用を受けることができるの
で、体重以上の負荷をかけても、問題なく筋力を評価で
きる。
て使用者の体重以上に負荷をかける必要が出てくる場合
（特に若い人やスポーツマン）は、体が浮き上がってし
まい負荷がかけられない事態が生ずる。このため、図５
に示すように、リカンベントタイプ：椅子式にすると、
背もたれ２３で負荷の反作用を受けることができるの
で、体重以上の負荷をかけても、問題なく筋力を評価で
きる。
【００３９】
【発明の効果】請求項１の発明においては、ペダルに発
生するトルクを計測するトルク計測手段と、ペダル回転
速度を計測する回転速度計測手段を有するサイクル型エ
ルゴメータにおいて、ペダル負荷を徐々に増加するよう
に制御し、被験者がペダル負荷に抗しきれなくなるまで
に、被験者の発揮トルクとペダル回転速度の関係を２点
以上計測して、それらの計測データを曲線近似し、この
計測データ曲線に基づいてペダル回転速度が零になる被
験者の発揮トルクを被験者が発揮できる最大負荷トルク
と推定する制御手段を有するから、被験者がペダル負荷
に抗しきれなくなるまでに、複数回にわたって発揮トル
クとペダル回転速度の計測データを計測して曲線近似
し、かかる計測データ曲線に基づいて被験者が発揮でき
る最大負荷トルクを推定するのであり、したがって、最
大筋力を発揮しなくても、例えば、最大筋力の５０％以
下の試行であっても、被験者が発揮できる最大負荷トル
クを知ることができるのであり、被験者の心拍数や血圧
の上昇を低く抑え、骨への負担も少なくできることか
ら、高齢者でも安全に筋力評価ができるという利点があ
る。
生するトルクを計測するトルク計測手段と、ペダル回転
速度を計測する回転速度計測手段を有するサイクル型エ
ルゴメータにおいて、ペダル負荷を徐々に増加するよう
に制御し、被験者がペダル負荷に抗しきれなくなるまで
に、被験者の発揮トルクとペダル回転速度の関係を２点
以上計測して、それらの計測データを曲線近似し、この
計測データ曲線に基づいてペダル回転速度が零になる被
験者の発揮トルクを被験者が発揮できる最大負荷トルク
と推定する制御手段を有するから、被験者がペダル負荷
に抗しきれなくなるまでに、複数回にわたって発揮トル
クとペダル回転速度の計測データを計測して曲線近似
し、かかる計測データ曲線に基づいて被験者が発揮でき
る最大負荷トルクを推定するのであり、したがって、最
大筋力を発揮しなくても、例えば、最大筋力の５０％以
下の試行であっても、被験者が発揮できる最大負荷トル
クを知ることができるのであり、被験者の心拍数や血圧
の上昇を低く抑え、骨への負担も少なくできることか
ら、高齢者でも安全に筋力評価ができるという利点があ
る。
【００４０】請求項３の発明においては、請求項１の効
果に加えて、ペダル負荷を上げる前に、被験者に軽い負
荷で思いっきり漕いでもらって、前記回転速度計測手段
によって計測されたペダル回転速度がサチュレーション
したことを検知し、この検知結果に基づいて負荷を増加
させはじめる制御手段を有しているから、つまり、回転
速度がサチュレーションした後に負荷を増加させること
から、信頼性及び精度の高いデータを繰り返しサンプリ
ングでき、かつ、被験者がその負荷における最大速度に
到達したことを確認することができるのであり、被験者
にとって日々のトレーニング効果による筋力変化が少な
くてもその差をはっきり認識でき、日々トレーニングを
続ける励みになるという利点がある。
果に加えて、ペダル負荷を上げる前に、被験者に軽い負
荷で思いっきり漕いでもらって、前記回転速度計測手段
によって計測されたペダル回転速度がサチュレーション
したことを検知し、この検知結果に基づいて負荷を増加
させはじめる制御手段を有しているから、つまり、回転
速度がサチュレーションした後に負荷を増加させること
から、信頼性及び精度の高いデータを繰り返しサンプリ
ングでき、かつ、被験者がその負荷における最大速度に
到達したことを確認することができるのであり、被験者
にとって日々のトレーニング効果による筋力変化が少な
くてもその差をはっきり認識でき、日々トレーニングを
続ける励みになるという利点がある。
【００４１】請求項５の発明においては、請求項１又は
３の効果に加えて、ペダル負荷は、段階的に増加させる
ように制御することから、ペダル負荷は、連続的に変化
させると回転速度がサチュレーションしているかどうか
確認し難く、計測データに誤差を生じやすいが、段階的
に負荷を増加させることにより、回転速度がサチュレー
ションしていることが観察でき、計測データの精度向上
がはかれるという利点がある。
３の効果に加えて、ペダル負荷は、段階的に増加させる
ように制御することから、ペダル負荷は、連続的に変化
させると回転速度がサチュレーションしているかどうか
確認し難く、計測データに誤差を生じやすいが、段階的
に負荷を増加させることにより、回転速度がサチュレー
ションしていることが観察でき、計測データの精度向上
がはかれるという利点がある。
【００４２】請求項６の発明においては、請求項５の効
果に加えて、段階的に負荷を増加させる幅は、前記回転
速度計測手段によって計測されたペダル回転速度が、前
回と前々回を比較して前回の方が落ち込み幅が大きけれ
ば負荷増加幅は小さく、落ち込み幅が小さければ負荷増
加幅を大きくするように制御し、回転数落ち込み幅をあ
る一定の範囲内に治めることから、つまり、段階的に負
荷を増加させる幅は、被験者の筋力の状態によりさまざ
まに調整する必要があるが、漕ぎ始めには被験者の筋力
を推し量る術が無く、段階的な負荷のかけ方とそれによ
る速度の変化を観察すれば、負荷変動が大きすぎる人に
は負荷変動幅を少なく調整でき、負荷変動が小さすぎる
人には負荷変動幅を大きくすることができる。これによ
り、力の無い人の計測データ数が少なくて、筋力推定精
度が落ちたり、力がある人の計測に時間がかかり、疲労
して筋力推定精度が落ちることがないという利点があ
る。
果に加えて、段階的に負荷を増加させる幅は、前記回転
速度計測手段によって計測されたペダル回転速度が、前
回と前々回を比較して前回の方が落ち込み幅が大きけれ
ば負荷増加幅は小さく、落ち込み幅が小さければ負荷増
加幅を大きくするように制御し、回転数落ち込み幅をあ
る一定の範囲内に治めることから、つまり、段階的に負
荷を増加させる幅は、被験者の筋力の状態によりさまざ
まに調整する必要があるが、漕ぎ始めには被験者の筋力
を推し量る術が無く、段階的な負荷のかけ方とそれによ
る速度の変化を観察すれば、負荷変動が大きすぎる人に
は負荷変動幅を少なく調整でき、負荷変動が小さすぎる
人には負荷変動幅を大きくすることができる。これによ
り、力の無い人の計測データ数が少なくて、筋力推定精
度が落ちたり、力がある人の計測に時間がかかり、疲労
して筋力推定精度が落ちることがないという利点があ
る。
【００４３】請求項７の発明においては、請求項１又は
３又は５又は６の効果に加えて、一回転中で基準位置か
らのペダルクランクの角度を計測するペダルクランク角
度計測手段を有し、サンプリングする被験者のデータ
は、一回転中の同一のペダルクランク角度における発揮
トルクとペダル回転速度であり、請求項８の発明におい
ては、一回転中のトルクピーク時の発揮トルクとペダル
回転速度であることから、つまり、回転速度がサチュレ
ーションした後、データをサンプリングするタイミング
はいつでもよいと言うわけではなく、一回転中にトルク
は変動している。その為、常に同一のペダルクランク角
度でデータをサンプリングしたり、一回転中のトルクの
最大時にデータをサンプリングすれば、条件が揃い精度
よいデータがサンプリングできるという利点がある。
３又は５又は６の効果に加えて、一回転中で基準位置か
らのペダルクランクの角度を計測するペダルクランク角
度計測手段を有し、サンプリングする被験者のデータ
は、一回転中の同一のペダルクランク角度における発揮
トルクとペダル回転速度であり、請求項８の発明におい
ては、一回転中のトルクピーク時の発揮トルクとペダル
回転速度であることから、つまり、回転速度がサチュレ
ーションした後、データをサンプリングするタイミング
はいつでもよいと言うわけではなく、一回転中にトルク
は変動している。その為、常に同一のペダルクランク角
度でデータをサンプリングしたり、一回転中のトルクの
最大時にデータをサンプリングすれば、条件が揃い精度
よいデータがサンプリングできるという利点がある。
【００４４】請求項９の発明においては、請求項１の効
果に加えて、計測データを近似する曲線は、ヒルの式に
基づくものであることから、推定最大トルクを求める場
合は、近似曲線はある程度根拠のあるものがよく、ヒル
の式は、人間の筋肉の筋力−速度特性を現したものであ
り、ペダルクランク角度が一定とした時にはトルクは筋
力と比例関係にあるので、この場合に適用しても精度の
向上に効果があると考えられる。また、出願人の実験で
は、かなり直線に近いので、簡易的には直線近似した方
が、測定データ数も少なくて済み、装置として計算時間
が速くなって、被験者への負担が少ないという利点があ
る。
果に加えて、計測データを近似する曲線は、ヒルの式に
基づくものであることから、推定最大トルクを求める場
合は、近似曲線はある程度根拠のあるものがよく、ヒル
の式は、人間の筋肉の筋力−速度特性を現したものであ
り、ペダルクランク角度が一定とした時にはトルクは筋
力と比例関係にあるので、この場合に適用しても精度の
向上に効果があると考えられる。また、出願人の実験で
は、かなり直線に近いので、簡易的には直線近似した方
が、測定データ数も少なくて済み、装置として計算時間
が速くなって、被験者への負担が少ないという利点があ
る。
【００４５】請求項１１の発明においては、請求項１の
効果に加えて、近似曲線の負荷が零の時の速度値を最大
回転速度の推定値とすることから、筋力と同じように回
転速度についても、推定最大回転速度が求まるので、被
験者にとっては力だけでなく、動作の俊敏性を評価でき
る。力よりもスピード重視のスポーツをする人には、こ
ちらの方が重要な評価指標となるという利点がある。
効果に加えて、近似曲線の負荷が零の時の速度値を最大
回転速度の推定値とすることから、筋力と同じように回
転速度についても、推定最大回転速度が求まるので、被
験者にとっては力だけでなく、動作の俊敏性を評価でき
る。力よりもスピード重視のスポーツをする人には、こ
ちらの方が重要な評価指標となるという利点がある。
【００４６】請求項１３の発明においては、多数の被験
者の年齢と最大発揮トルクの関係から統計的に一般的な
年齢と最大筋力との関係を作成し、新たな被験者の最大
筋力を上記関係表に照らして筋トルク年齢を求め、ま
た、請求項１５のように、回転速度年齢を求めることか
ら、他人との比較ができて、スポーツをしない人にとっ
ても自分の筋力や俊敏性が年齢の割によいのか悪いのか
が判断でき、ＱＯＬ（Quality of Life）を上げる手助
けになるという利点がある。
者の年齢と最大発揮トルクの関係から統計的に一般的な
年齢と最大筋力との関係を作成し、新たな被験者の最大
筋力を上記関係表に照らして筋トルク年齢を求め、ま
た、請求項１５のように、回転速度年齢を求めることか
ら、他人との比較ができて、スポーツをしない人にとっ
ても自分の筋力や俊敏性が年齢の割によいのか悪いのか
が判断でき、ＱＯＬ（Quality of Life）を上げる手助
けになるという利点がある。
【００４７】更に、他人との比較をする時、特に下肢筋
力を比較する時は、体格や体重との相関が少なからずあ
るので、その要因を取り除く為にも体重や体格（請求項
１７）を基準にして正規化すればよく、更に言うなら、
身長（請求項２０）や脚長（請求項１９）を基準として
正規化することで、評価の信憑性を高めることができる
という利点がある。
力を比較する時は、体格や体重との相関が少なからずあ
るので、その要因を取り除く為にも体重や体格（請求項
１７）を基準にして正規化すればよく、更に言うなら、
身長（請求項２０）や脚長（請求項１９）を基準として
正規化することで、評価の信憑性を高めることができる
という利点がある。
【００４８】本発明では、場合によって被験者の体重以
上に負荷をかける必要が出てくる場合（特に若い人やス
ポーツマン）は、体が浮き上がってしまい負荷がかけら
れない事態が生ずる。このため、リカンベントタイプ：
椅子式（請求項２１）にすると、背もたれで負荷の反作
用を受けることができるので、体重以上の負荷をかけて
も、問題なく筋力を評価できるという利点がある。
上に負荷をかける必要が出てくる場合（特に若い人やス
ポーツマン）は、体が浮き上がってしまい負荷がかけら
れない事態が生ずる。このため、リカンベントタイプ：
椅子式（請求項２１）にすると、背もたれで負荷の反作
用を受けることができるので、体重以上の負荷をかけて
も、問題なく筋力を評価できるという利点がある。
【図１】本発明のサイクル型エルゴメータの筋力測定装
置の実施の一形態の概略側面図である。
置の実施の一形態の概略側面図である。
【図２】同上の制御装置のブロック図である。
【図３】同上のブレーキ力、回転速度及びトルクの関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】同上の計測されたデータによる推定最大負荷と
推定最大回転速度を求めるヒルの式に基づく近似曲線を
示す説明図である。
推定最大回転速度を求めるヒルの式に基づく近似曲線を
示す説明図である。
【図５】同上の他の実施の形態を示し、リカンベントタ
イプの概略側面図である。
イプの概略側面図である。
１ サイクル型エルゴメータ
２ フレーム
３ サドル
４ 制御手段
５ ハンドル
６ ペダル軸
７ ペダルプーリー
８ ペダルクランク
１１ 中継大プーリー
１２ 中継小プーリー
１３ プーリー軸
１５ ブレーキプーリー軸
１６ ブレーキプーリー
１７ 電磁ブレーキ
１８ ベルト
１９ ベルト
２０ ペダル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三島 千寿子
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Claims (21)
- 【請求項１】 ペダルに発生するトルクを計測するトル
ク計測手段と、ペダル回転速度を計測する回転速度計測
手段を有するサイクル型エルゴメータにおいて、ペダル
負荷を徐々に増加するように制御し、被験者がペダル負
荷に抗しきれなくなるまでに、被験者の発揮トルクとペ
ダル回転速度の関係を２点以上計測して、それらの計測
データを曲線近似し、この計測データ曲線に基づいてペ
ダル回転速度が零になる被験者の発揮トルクを被験者が
発揮できる最大負荷トルクと推定する制御手段を有する
ことを特徴とするサイクル型エルゴメータの筋力測定装
置。 - 【請求項２】 ペダルに発生するトルクを計測するトル
ク計測手段と、ペダル回転速度を計測する回転速度計測
手段を有するサイクル型エルゴメータにおいて、ペダル
負荷を徐々に増加するように制御し、被験者がペダル負
荷に抗しきれなくなるまでに、被験者の発揮トルクとペ
ダル回転速度の関係を２点以上計測して、それらの計測
データを曲線近似し、この計測データ曲線に基づいてペ
ダル回転速度が零になる被験者の発揮トルクを被験者が
発揮できる最大負荷トルクと推定することを特徴とする
サイクル型エルゴメータの筋力測定方法。 - 【請求項３】 ペダル負荷を上げる前に、被験者に軽い
負荷で思いっきり漕いでもらって、前記回転速度計測手
段によって計測されたペダル回転速度がサチュレーショ
ンしたことを検知し、この検知結果に基づいて負荷を増
加させはじめる制御手段を有することを特徴とする請求
項１記載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項４】 ペダル負荷を上げる前に、被験者に軽い
負荷で思いっきり漕いでもらって、前記回転速度計測手
段によって計測されたペダル回転速度がサチュレーショ
ンしたことを検知し、この検知結果に基づいて負荷を増
加させはじめることを特徴とする請求項２記載のサイク
ル型エルゴメータの筋力測定方法。 - 【請求項５】 ペダル負荷は、段階的に増加するように
制御することを特徴とする請求項１又は３記載のサイク
ル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項６】 段階的に負荷を増加させる幅は、前記回
転速度計測手段によって計測されたペダル回転速度が、
前回と前々回を比較して前回の方が落ち込み幅が大きけ
れば負荷増加幅は小さく、落ち込み幅が小さければ負荷
増加幅を大きくするように制御し、回転数落ち込み幅を
ある一定の範囲内に治めることを特徴とする請求項５記
載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項７】 一回転中で基準位置からのペダルクラン
クの角度を計測するペダルクランク角度計測手段を有
し、サンプリングする被験者のデータは、一回転中の同
一のペダルクランク角度における発揮トルクとペダル回
転速度であることを特徴とする請求項１又は３又は５又
は６記載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項８】 サンプリングする被験者のデータは、一
回転中のトルクピーク時の発揮トルクとその時のペダル
回転速度であることを特徴とする請求項１又は３又は５
又は６記載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項９】 計測データを近似する曲線は、以下のヒ
ルの式 （Ｐ＋ａ）（Ｖ＋ｂ）＝（Ｐｏ＋ａ）ｂ Ｐ：負荷トルク Ｖ：回転速度 Ｐｏ：最大トルク
ａ，ｂ：定数 に基づくものであることを特徴とする請求項１記載のサ
イクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項１０】 計測データを近似する曲線は、以下の
ヒルの式 （Ｐ＋ａ）（Ｖ＋ｂ）＝（Ｐｏ＋ａ）ｂ Ｐ：負荷トルク Ｖ：回転速度 Ｐｏ：最大トルク
ａ，ｂ：定数 に基づくものであることを特徴とする請求項２記載のサ
イクル型エルゴメータの筋力測定方法。 - 【請求項１１】 近似曲線の負荷が零の時の速度値を最
大回転速度の推定値とすることを特徴とする請求項１記
載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項１２】 近似曲線の負荷が零の時の速度値を最
大回転速度の推定値とすることを特徴とする請求項２記
載のサイクル型エルゴメータの筋力測定方法。 - 【請求項１３】 多数の被験者の年齢と最大発揮トルク
の関係から統計的に一般的な年齢と最大筋力との関係を
作成し、新たな被験者の最大筋力を上記関係表に照らし
て筋トルク年齢を求めることを特徴とするサイクル型エ
ルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項１４】 多数の被験者の年齢と最大発揮トルク
の関係から統計的に一般的な年齢と最大筋力との関係を
作成し、新たな被験者の最大筋力を上記関係表に照らし
て筋トルク年齢を求めることを特徴とするサイクル型エ
ルゴメータの筋力測定方法。 - 【請求項１５】 多数の被験者の年齢と最大回転速度の
関係から統計的に一般的な年齢と最大回転速度の関係表
を作成し、新たな被験者の最大回転速度を上記関係表に
照らして回転速度年齢を求めることを特徴とするサイク
ル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項１６】 多数の被験者の年齢と最大回転速度の
関係から統計的に一般的な年齢と最大回転速度の関係表
を作成し、新たな被験者の最大回転速度を上記関係表に
照らして回転速度年齢を求めることを特徴とするサイク
ル型エルゴメータの筋力測定方法。 - 【請求項１７】 サンプリングした発揮トルクのデータ
は、基準体格との相違を補正して正規化することを特徴
とする請求項１記載のサイクル型エルゴメータの筋力測
定装置。 - 【請求項１８】 サンプリングした発揮トルクのデータ
は、基準体格との相違を補正して正規化することを特徴
とする請求項２記載のサイクル型エルゴメータの筋力測
定方法。 - 【請求項１９】 サンプリングした発揮トルクのデータ
は、脚長を基準に正規化することを特徴とする請求項１
７記載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項２０】 サンプリングした発揮トルクのデータ
は、身長を基準に正規化することを特徴とする請求項１
９記載のサイクル型エルゴメータの筋力測定装置。 - 【請求項２１】 サイクル型エルゴメータは、リカンべ
ントタイプであることを特徴とする請求項１記載のサイ
クル型エルゴメータの筋力測定装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002099078A JP3855823B2 (ja) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | サイクル型エルゴメータの筋力測定方法及びその装置 |
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2003
- 2003-04-01 US US10/405,054 patent/US20030233059A1/en not_active Abandoned
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